2017年2月6日，在大多數(shù)國(guó)人還沉浸在傳統(tǒng)新年的氛圍之中時(shí)，一場(chǎng)關(guān)乎生命的“賽跑”正在廣西南寧展開(kāi)。
某航空廣西分公司接到緊急請(qǐng)求，一活體器官需盡快抵達(dá)廣州。由于活體器官存活時(shí)間僅有5~6小時(shí)，于是，在距當(dāng)日最后一班飛往廣州的航班起飛僅剩3小時(shí)的情況下，航空公司啟動(dòng)人體捐獻(xiàn)器官轉(zhuǎn)運(yùn)綠色通道，克服多重困難，最終將攜帶活體器官的乘客送上飛機(jī)。
實(shí)際上，這樣的“生死時(shí)速”每年都在全世界不同地區(qū)“上演”。鑒于當(dāng)前技術(shù)所限，用于移植的活體器官低溫保存的時(shí)間上限非常短，如心臟一般必須在４小時(shí)內(nèi)移植到患者身上，否則將失去效用。
當(dāng)前，世界眾多國(guó)家均處于可移植器官極端短缺的狀態(tài)。但是即便有捐獻(xiàn)器官可以用于移植，在器官不能使用之前找到合適的移植者同樣十分困難——在美國(guó)，每年就有逾六成的可移植心臟因超過(guò)保存時(shí)長(zhǎng)而被迫廢棄，這對(duì)于排起長(zhǎng)隊(duì)翹首等待捐獻(xiàn)器官的無(wú)數(shù)患者來(lái)說(shuō)，實(shí)在痛心疾首。
器官無(wú)法長(zhǎng)期低溫保存的制約因素有很多。這其中，復(fù)溫技術(shù)不理想便是一大主因。而如今，這一局面終于有了轉(zhuǎn)機(jī)。
復(fù)溫挑戰(zhàn)
通常來(lái)說(shuō)，復(fù)溫冷凍器官存在兩大障礙：一方面，由于組織凍結(jié)是不均勻的，所以一些部分的溫度會(huì)變得比其他部分更低；另一方面，普通冷凍會(huì)在器官內(nèi)產(chǎn)生微小冰晶，而冰晶會(huì)損害細(xì)胞和組織。這就對(duì)復(fù)溫技術(shù)提出了很高的要求。
長(zhǎng)期以來(lái)，研究人員一直致力于開(kāi)展器官?gòu)?fù)溫實(shí)驗(yàn)，但遺憾的是，就目前的復(fù)溫手段來(lái)說(shuō)，均無(wú)法避免組織受損。而即便是非常小的組織在復(fù)溫過(guò)程中破裂或者結(jié)晶，都會(huì)使得器官變得沒(méi)有任何用處。
但最近，來(lái)自美國(guó)的研究人員宣布，他們發(fā)明了一種可將低溫保存的動(dòng)物心臟瓣膜和血管成功復(fù)溫，并且不會(huì)帶來(lái)大的損傷的新技術(shù)，這或許有望使冷凍器官用于移植的夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
在這篇?jiǎng)倓偘l(fā)表在美國(guó)《科學(xué)·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志上的研究中，研究人員先將組織樣本通過(guò)玻璃化的過(guò)程進(jìn)行低溫保存，使其保持玻璃態(tài)，從而防止冰晶的產(chǎn)生。
然后，研究團(tuán)隊(duì)將硅殼包裹的氧化鐵磁性納米顆粒分散在保存組織的低溫保護(hù)溶液中，再使用無(wú)創(chuàng)電磁波激活這些納米顆粒，讓它們作為微型加熱器以每分鐘100~200攝氏度的速度快速、均勻地加熱組織。這一加熱速度比此前的復(fù)溫技術(shù)快了約10~100倍。
通過(guò)這種方法，最初，研究人員率先對(duì)人類(lèi)細(xì)胞進(jìn)行復(fù)溫，之后是豬動(dòng)脈和豬心臟瓣膜。他們成功復(fù)溫了50毫升的組織溶液，而此前已有的加熱方法僅僅能夠有效加熱幾毫升的組織溶液。
檢測(cè)結(jié)果顯示，使用這一復(fù)溫方法，低溫保存的組織被加熱后沒(méi)有出現(xiàn)受損跡象，且較組織未保存之前的狀態(tài)，復(fù)溫后組織的整體生物活性基本維持原狀。同時(shí)納米顆粒隨后也能被沖洗干凈。
這是人類(lèi)首次在不破壞組織的前提下以較大規(guī)�？焖�、均勻加熱低溫保存的組織，意味著復(fù)溫更多組織甚至器官的夢(mèng)想有望變成現(xiàn)實(shí)。
前景樂(lè)觀
然而，對(duì)于這項(xiàng)工作能否切實(shí)造福于器官移植，許多業(yè)內(nèi)專(zhuān)家依舊持保留態(tài)度。
在美國(guó)匹斯堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心移植外科醫(yī)生Paulo Fontes博士看來(lái)，在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)組織成功實(shí)現(xiàn)復(fù)溫，并不意味著組織移植到動(dòng)物體內(nèi)后依然功能完好。“實(shí)驗(yàn)沒(méi)有顯示細(xì)胞發(fā)生的具體細(xì)節(jié)，比如細(xì)胞的完整性以及線(xiàn)粒體的完好程度。”他說(shuō)，“對(duì)此缺乏功能評(píng)價(jià)。”
“這類(lèi)方法通常要比你所預(yù)計(jì)的投入臨床的時(shí)間還要更久。”器官共享聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)首席醫(yī)療官David Klassen博士表示，“明年可能實(shí)現(xiàn)嗎？并不會(huì)。但作為一個(gè)理論，它的確非常有趣。”
的確如此，這項(xiàng)技術(shù)還有很長(zhǎng)的道路要走。就目前來(lái)說(shuō)，它可能僅僅為人們提供了一個(gè)理論上的可行性。而要想復(fù)溫與人類(lèi)器官同樣大小的組織樣本，技術(shù)仍需不斷完善。
舉例來(lái)說(shuō)，僅僅一個(gè)腎臟就大約要450~500毫升組織溶液。這就意味著這項(xiàng)新技術(shù)更有可能率先在復(fù)溫心臟瓣膜領(lǐng)域展開(kāi)嘗試，然后才是應(yīng)用于整個(gè)器官。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)的科學(xué)家們也已經(jīng)意識(shí)到了這一點(diǎn)，并開(kāi)始試圖強(qiáng)化和完善這項(xiàng)技術(shù)，以期能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于更大的樣本當(dāng)中。
“我們可以看見(jiàn)前方的路。”文章的合著者、美國(guó)克萊姆森大學(xué)研究者Kelvin Brockbank對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的未來(lái)充滿(mǎn)信心。
同時(shí)，研究人員還需要確保納米粒子在組織中得到統(tǒng)一的分布。“一旦我們?cè)谄鞴僦胁渴鹆俗銐蚨嗟募{米粒子，你就能夠得到你想要的加熱程度。”論文主要研究者、明尼蘇達(dá)大學(xué)John Bischof表示。
但不可否認(rèn)的是，這項(xiàng)新技術(shù)為科學(xué)家們提供了一個(gè)具有巨大吸引力的挑戰(zhàn)課題：當(dāng)前的低溫保存技術(shù)水平已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)器官的玻璃化，而與之相匹配的復(fù)溫技術(shù)卻始終沒(méi)能跟上發(fā)展的步伐。
目前，明尼蘇達(dá)大學(xué)已經(jīng)在這項(xiàng)加熱技術(shù)上擁有了兩項(xiàng)專(zhuān)利，并打算與一家名為T(mén)issue Testing Technologies的公司開(kāi)展進(jìn)一步合作。接下來(lái)，團(tuán)隊(duì)將計(jì)劃利用老鼠和兔子的心臟，以及豬器官來(lái)測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)，希望最終在人類(lèi)器官上獲得成功�！�